bim建筑信息模型概述及在中國使用情況(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 、糍料性能、構件屬性等等，只要將模型導人相關的能量 分析 軟件，就可以得到相應的能量分析結果。原本需要專業人士花費大量時間揄入大 量 專業數據這個過程，如今利用先進的計算機技術就可以自動完成，建筑師不需要額外花費精力。 在建筑設計的方案階段，能充分 利用建筑信息模型和能量分析工具，簡化能量分析的操作過程，是建筑 師 進行綠 色 建筑設計 迫切 需要 解 決的聞題。目前，美 國 的 Green Building Studio 可 以 滿足建筑師的這一需求。 GBS 直接從 BIM 軟件中導入建筑模型，利用其中包含的大量建筑信息來建立一個準確的熱模型（其中包括合理的分區和方位），并將其轉換成 XML格式（ gbXML 是一種開放的 XML 格式，已被 HVAC 軟件業界迅速接受，成為其數據交換標準）。并根據當地建筑標準和法規，對不同的建筑空間類型進行智能化的假定。最后結合當地典型的氣候數據，采用 模擬引擎（一個被廣泛接受的建筑分析程序）進行逐時模擬。每年能量消耗、費用以及一系列建筑采暖制冷負荷、系統（諸如照明、 HVAC、空間供暖的主要電力和天然氣的能源使用）數據都能立刻展現出來 MJ。而整個過程中，建筑師只需在Green Building Studio 中手動的輸入建筑類型和地理位置即可。 GBS 還能輸出 gbXMl.、 3D 9 VRML、 DOE 一 等文件格式，可以利用其他工具諸如 Trane 的 Trace 700，或 eQuest、EnergyPlus 等對建筑能效進行進一步的分析。 在建筑設計基本完成之后 ，需要對建筑物的能效性能進行準確的計算、分析與模擬。在這方面，美國的 Energy Plus 軟件是其中的佼佼者。 EnergyPlus 是一個建筑全能耗分析軟件（ whole building energy analysist001），是個獨立的沒有圖形界面的模擬軟件，包含上百個子程序，可以模擬整個建筑的熱性能和能量流、計算暖通空調設備負荷等，并可以對整個建筑的能量消耗進行分析。 在 2D CAD 的建筑設計環境下，運行 EnergyPlus 進行精確模擬需要專業人士花費大量時間，手工輸入一系列大量的數據集，包括幾何信 息、構造、場地、氣候、建筑用途以及HVAC 的描述數據等。 然而在 BIM 環境中，建筑師在設計過程中創建的建筑信息模型可以方便地同第三方設備例如 BsproCom 服務器結合，從而將 BIM 中的 IFC 文件格式轉化成 EnergyPlus 的數據格式。另外，通過 GBS 的 gbXML 也可以獲得 EnergyPlus 的 IDF 格式。 BIM 與 EnergyPlus 相結合的一個典型實例是位于紐約 “911” 遺址上的自由塔（ Freedom Tower）。在自由塔的能效計算中，美國能源部主管的加州大學 “ 勞倫斯 伯克利國家實驗室 ” （ LBNL）充分利用了 ArchiCAD 創建的虛擬建筑模型和 EnergyPlus 這個能量分析軟件。自由塔設計的一大特點是精致的褶皺狀外 表皮。 LBNL 利用 ArchiCAD 軟件將這個高而扭曲的建筑物的中間（辦公區）部分建模，將外表幾何形狀非常復雜的模型導入了 EnergyPlus，模擬了選擇不同外表皮時的建筑性能，并且運用 EnergyPlus 來確定最佳的日照設計和整個建筑物的能量性能，最后建筑師根據模擬結果來選擇最優化的設計方案。 除以上軟件以外，芬蘭的 Riuska 軟件等，都可以直接導人 BIM 模型，方便快捷的得到能量分析結果。 第三章 BIM 在我國的發展 當前，有關建筑設計信息化的各種概念及術語已日趨普及，同時各地不斷涌現出一些造型獨特的 地標性建筑，這一切似乎預示著建筑設計行業即將迎來一場技術變革。建筑設計信息化的具體內容是什么，主流技術正朝著什么方向發展？新技術是否意味著更多的 “ 奇形怪狀 ” 的建筑作品，國內設計院所應何 10 去何從？要回答這一系列的問題，我們不妨先從協同設計及 BIM 技術兩方面談起。 協同設計與 BIM 技術的融合 目前我們所說的協同設計，很大程度上是指基于網絡的一種設計溝通交流手段，以及設計流程的組織管理形式。包括：通過 CAD 文件之間的外部參照，使得工種之間的數據得到可視化共享；通過網絡消息、視頻會議等手段，使設計團隊成員之間 可以跨越部門、地域甚至國界進行成果交流、開展方案評審或討論設計變更；通過建立網絡資源庫，使設計者能夠獲得統一的設計標準；通過網絡管理軟件的輔助，使項目組成員以特定角色登錄，可以保證成果的實時性及唯一性，并實現正確的設計流程管理；針對設計行業的特殊性，甚至開發出了基于 CAD 平臺的協同工作軟件等等。 而 BIM（建筑信息化模型）的出現，則從另一角度帶來了設計方法的革命，其變化主要體現在以下幾個方面：從二維（以下簡稱 2D）設計轉向三維（以下簡稱 3D）設計；從線條繪圖轉向構件布置：從單純幾何表現轉向全信息模型集成；從 各工種單獨完成項目轉向各工種協同完成項目；從離散的分步設計轉向基于同一模型的全過程整體設計；從單一設計交付轉向建筑全生命周期支持。BIM 帶來的是激動人心的技術沖擊，而更加值得注意的是， BIM 技術與協同設計技術將成為互相依賴、密不可分的整體。協同是 BIM 的核心概念，同一構件元素，只需輸入一次，各工種共享元素數據并于不同的專業角度操作該構件元素。從這個意義上說，協同已經不再是簡單的文件參照。可以說 BIM 技術將為未來協同設計提供底層支撐，大幅提升協同設計的技術含量。 BIM 帶來的不僅是技術，也將是新的工作流及新的行 業慣例。 因此，未來的協同設計，將不再是單純意義上的設計交流、組織及管理手段，它將與 BIM 融合，成為設計手段本身的一部分。借助于 BIM 的技術優勢，協同的范疇也將從單純的設計階段擴展到建筑全生命周期，需要設計、施工、運營、維護等各方的集體參與，因此具備了更廣泛的意義，從而帶來綜合效率的大幅提升。 11 然而，普遍接受的 BIM 新理念并未普及到實踐之中，這使得我們感覺有責任去正視和思考 BIM 設計的優勢與不足。從理念到實踐經歷一個漫長的過程是必然的，并且多種現象表明該過程在中國可能要更長一些，但是這不應是我們回避問題的理 由。 從二維設計到三維 BIM 設計 當前， 2D 圖紙是我國建筑設計行業最終交付的設計成果，這是目前的行業慣例。因此，生產流程的組織與管理均圍繞著 2D 圖紙的形成來進行（客觀地說，這是阻礙 BIM 技術廣泛應用的一個重要原因）。 2D 設計通過投影線條、制圖規則及技術符號表達設計成果，圖紙需要人工閱讀方能解釋其含義。 2D CAD 平臺起到的作用是代替手工繪圖，即我們常說的“ 甩圖板 ” 。 2D 設計的優勢在于四個方面：一是對硬件要求低（ 2D 平臺是早期計算機唯一能夠支持的 CAD 平臺）；二